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(共26张PPT)
课时2　正午太阳高度的变化 (重难课时，层层破)
第四节　地球公转及其地理意义
“必备知识”梳理
1.太阳高度和正午太阳高度的区别
太阳光线与地平面的交角(即太阳在当地的仰角)，叫作[1]　　　　　　　　　 ，简称太阳高度(如图甲所示)。一天中太阳高度的最大值出现在正午，称为[2]　　　　　　　(如图乙所示)。
太阳高度角
正午太阳高度
2.正午太阳高度的变化
(1)纬度变化。
正午太阳高度从[3]　　　　　　　所在纬度向南北两侧[4]　　　。
太阳直射点
递减
①夏至日：正午太阳高度由[5]　　　　　　向南北两侧递减，如图中
[6]　　折线所示。
②冬至日：正午太阳高度由[7]　　　　　　向南北两侧递减，如图中
[8]　　折线所示。
③春、秋分日：正午太阳高度由[9]　　　　向南北两侧递减，如图中
[10] 　　折线所示。
北回归线
c
南回归线
a
赤道
b　
(2)季节变化。
北半球
节气 达最大值的地区 达最小值的
地区
夏至 北回归线及其以北各纬度 南半球各纬度
冬至 南回归线及其以南各纬度 北半球各纬度
春分、
秋分 [11]　　 南、北极点
赤道
(3)年变化规律。
地区 年变化规律
南、北回归线之间 [12]　　　　越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26'增大至46°52')，赤道上为23°26'，回归线上为[13]　　　　
南回归线至南极圈之间、北回归线至北极圈之间 各纬度正午太阳高度变化幅度[14]　　　　(均为46°52')
南极圈以南和北极圈以北 纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52'减小至23°26')，极圈上为46°52'，极点上为[15]　　
纬度
46°52'　
相同
23°26'
“关键能力”突破
1.正午太阳高度的变化规律
(1)纬度变化规律。
项目 直射点 变化规律
二分日 赤道 由赤道向南北两侧递减
夏至日 北回归线 由北回归线向南北两侧递减
冬至日 南回归线 由南回归线向南北两侧递减
规律
总结 “近大远小”规律：正午太阳高度由直射纬线(正午太阳高度为90°)向南北两侧递减
(2)季节变化规律。
项目 最值 变化
北回归线及
其以北地区 夏至日达最大值，
冬至日达最小值 冬至→春分→夏至，逐渐增大
南回归线及
其以南地区 冬至日达最大值，
夏至日达最小值 夏至→秋分→冬至，逐渐增大
南、北回归
线之间　 一年两次最大值(直射时)，夏至日或冬至日达最小值 直射点移来，该地正午太阳高度就增大
规律总结 “来增去减”规律：直射点向本地所在纬线移来，正午太阳高度增大；反之减小
不同纬度正午太阳高度的数值特征——90°的出现
2. 正午太阳高度的应用
(1)确定地方时：当某地太阳高度达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向：在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋一般朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋一般朝北。
(3)判断物影长短及方向。
正午太阳高度越大，物影越短；正午太阳高度越小，物影越长，且物影方向背向太阳。
(4)确定当地的地理纬度。
纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)的正午太阳高度，可判断该地区的纬度大小。
3.与正午太阳高度相关的计算
(1)正午太阳高度的计算公式。
①公式：H=90°-两点纬度差。
②说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南、北半球，则两点纬度相加。
(2)计算最短楼距。一般来说，纬度较低的地区，楼距较近；纬度较高的地区，楼距较远。解题的关键是计算当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。如下图，以我国为例，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距为L，L=h·cot H=h/tan H。
(3)计算太阳能热水器的倾角。
为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的夹角，使太阳光与受热板成直角。夹角和正午太阳高度的关系为α+h=90°(如下图)。
“学科素养”应用
［命题探究］
(2023年海南高考地理)对日影和太阳高度变化的观测可以判断地理位置、地方时等要素。图甲为①地某日日出至日落期间标杆的日影变化示意图，当日影朝正北方向时，标杆长度与其日影长度相等。图乙为②地同一日正午时刻的太阳高度示意图。图中时间均为北京时间。据此完成(1)~(2)题。
(1)观测当日(　　)
A.①地昼长夜短
B.②地昼短夜长
C.①地昼长大于②地
D.①②两地昼夜等长
D
(2)①地位于②地的(　　)
A.东南方向
B.西南方向
C.东北方向
D.西北方向
A
【思维过程】
赤道
平分
125°E
45°　
45°N
115°E　
60°N
［跟踪训练］
考向1　正午太阳高度的变化规律
　　(2024年广西南宁模拟)为了研究太阳视运动特点，三位中学生于同一天在北温带的甲、乙、丙三地分别观测了太阳高度的变化情况，并绘制了太阳高度曲线图(下图)。据此完成第1~2题。
1.图中甲、乙、丙三地的方位关系排序依次是(　　)
A.自东北向西南 B.自西北向东南
C.自东南向西北 D.自西南向东北
解析：第1题，正午太阳高度由直射点所在纬度向南、北两侧递减。图中三地均在北回归线以北，故纬度越高，正午太阳高度越小，因此图中三地由南到北排序为甲、乙、丙。地球自西向东转，越东的点越早进入正午，读图中三地正午出现时间早晚可知，三地由东向西排序为甲、乙、丙。综上所述，图中甲、乙、丙三地的方位关系排序依次是自东南向西北，C项正确。
C
2.若此日为夏至日，天气为晴天，根据该图信息可推测(　　)
A.三地正午太阳高度越高，昼越长
B.甲地正午时旧的一天约占一半
C.乙地冬至日的正午太阳高度约为18°
D.丙地日落位置为西偏南
解析：第2题，夏至日太阳直射北回归线，结合图中乙地的正午太阳高度可计算出乙地的纬度(正午太阳高度约为65°，说明当地与北回归线的纬度差为25°，当地位于48°26'N)，再根据乙地的纬度可计算乙地冬至日的正午太阳高度约为18°，C项正确。
C
考向2　正午太阳高度的应用
　　(2024年河北承德模拟)城市路灯是城市的重要基础设施和民生工程之一，也是保证市民夜间和早晨出行的安全措施之一。北京市(40°N，116°E)某中学地理研究性学习小组发现，校园内南、北两栋教学楼之间的太阳能路灯发电板安装朝向明显不同，甲灯朝南，乙灯朝西。下图为学生手绘的校园局部示意图。据此完成第3~4题。
3.下列关于甲灯和乙灯的太阳能发电板安装朝向不同的原因的叙述，正确的有(　　)
①甲灯距离南楼较远，受南楼遮挡时间较短
②乙灯距离南楼较近，受南楼遮挡时间较长
③甲灯西侧植被茂密，上午可获得太阳辐射少　④乙灯西侧植被稀疏，下午可获得太阳辐射多
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
B
解析：第3题，太阳能发电板安装朝向主要受日照时间影响，目的是尽可能获得更多的太阳辐射。北京位于我国北方地区，属于北半球，太阳光主要从偏南方向照射。甲灯距离南楼较远，受南楼遮挡时间较短，朝南获得太阳辐射较多，乙灯距离南楼较近，阳光被遮挡时间较长，朝南获得太阳辐射较少，①②正确；读图可知，甲灯西侧植被茂密，下午可获得太阳辐射少，③错误；乙灯西侧植被稀疏，朝西遮挡物较少，下午可获得更多的太阳辐射，④正确。B项正确。
4.太阳能发电板安装的理想倾角是太阳能发电板年发电量尽可能大，且冬季和夏季发电量差要尽可能小。图中甲灯太阳能发电板最适宜的倾角约为
(　　)
A.40° B.50° C.60° D.70°
A
解析：④正确。B项正确。第4题，根据所学知识可知，太阳能发电板安装的理想倾角是与当地正午太阳高度互余。题干中要求太阳能发电板年发电量尽可能大，且冬季和夏季发电量的差要尽可能小。当太阳直射赤道即二分日时，此时该地正午太阳高度为夏至日和冬至日正午太阳高度的平均数，与夏至日和冬至日正午太阳高度的差值较小，冬季和夏季发电量的差较小。此时该地正午太阳高度为50°，因此图中甲灯太阳能发电板最适宜的倾角约为40°，A项正确。

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